Role of risk factors in the development of nosocomial infections after cardiac surgery: a review

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Prevention of nosocomial infections in cardiac surgery patients during the postoperative period is a critical task, both from an economic perspective and for improving the quality and longevity of life in patients with cardiovascular diseases. The relevance of assessing the risk of infectious complications in this population is confirmed by numerous publications in both Russian and international journals. An analysis of original studies and reviews in Embase, PubMed, ResearchGate, eLibrary, and Google Scholar indicated that effective prediction of nosocomial infections in cardiac surgery patients requires consideration of a combination of parameters that exert a synergistic influence on infection risk. Key preoperative risk factors include age over 60 years, body mass index >24 kg/m2, smoking, hypertension, diabetes mellitus, chronic obstructive pulmonary disease, severe chronic heart failure, peripheral vascular disease, and previous cardiac surgery. Upon hospital admission, the likelihood of developing nosocomial infections may be influenced by pronounced preoperative hypoalbuminemia, anemia, low hematocrit, and elevated serum creatinine. Intraoperative risk factors include cardiopulmonary bypass duration exceeding 120 minutes, intraoperative blood loss > 2000 mL, and infusion of large volumes of replacement fluids. In the future, artificial intelligence could be utilized to develop a risk assessment scoring system.

The role of the pathobiome and chronic infectious foci in the development of nosocomial complications in cardiac surgery patients remains insufficiently studied and requires further research. Endogenous sources of infection may play a more significant role in the development of nosocomial infections than exogenous contamination.

About the authors

Tatiana I. Khomyakova

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky; Synergy University

Author for correspondence.
Email: tatkhom@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3451-1952
SPIN-code: 5059-1414

MD, Cand Sci. (Medicine)

Russian Federation, 3 Tsyurupa st, Moscow, 117418; Moscow

Yuri N. Khomyakov

Synergy University

Email: khomyakovyuri@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0540-252X
SPIN-code: 2405-6712

MD, Dr. Sci. (Biology), Cand Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Vladimir A. Mkhitarov

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky

Email: mkhitarov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4427-1991
SPIN-code: 3998-2748

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, 3 Tsyurupa st, Moscow, 117418

Elena A. Ponomarenko

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky

Email: ponomarenkoea75@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9672-7145
SPIN-code: 7193-7254

MD, Cand Sci. (Medicine)

Russian Federation, 3 Tsyurupa st, Moscow, 117418

Liubov V. Ozeretskaya

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky

Email: lozloz.o@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-8646-3952
SPIN-code: 6376-3060
Russian Federation, 3 Tsyurupa st, Moscow, 117418

References

  1. Massart N, Mansour A, Ross JT, et al. Mortality due to hospital-acquired infection after cardiac surgery. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2022;163(6):2131-2140.e3. doi: 10.1016/j.jtcvs.2020.08.094 EDN: DRBZIJ
  2. Liu JY, Dickter JK. Nosocomial infections: a history of hospital-acquired infections. Gastrointest. Endosc. Clin. N. Am. 2020;30(4):637-652. doi: 10.1016/j.giec.2020.06.001 EDN: BKMQTT
  3. Rijnhart-de Jong HG, Haenen J, Porta F, et al. Hospital infections and health-related quality of life after cardiac surgery: a multicenter survey. J. Cardiothorac. Surg. 2024;19(1):84. doi: 10.1186/s13019-024-02559-4 EDN: WNVYGF
  4. Pérez-Granda MJ, Barrio JM, Cuerpo G, et al. Infectious complications following major heart surgery from the day of the surgery to hospital discharge. BMC Infect. Dis. 2024;24(1):73. doi: 10.1186/s12879-023-08972-9 EDN: RXDMRE
  5. Hyoju S, Machutta K, Krezalek MA, Alverdy JC. What is the role of the gut in wound infections? Adv. Surg. 2023;57(1):31-46. doi: 10.1016/j.yasu.2023.05.002 EDN: STLROH
  6. Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation No. 4 of January 28, 2021 “On approval of sanitary Rules and Regulations SanPiN 3.3686-21 «Sanitary and epidemiological requirements for the prevention of infectious diseases». 2021. (In Russ.) Available from: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202102180019
  7. Damavandi DS, Javan M, Moshashaei H, et al. Microbial contamination after cardiac surgery in a hospital cardiac surgery ward. J. Med. Life. 2020;13(3):342-348. doi: 10.25122/jml-2019-0071 EDN: GFUVBK
  8. Stepin AV. Preoperative and intraoperative risk factors for infection in the field of surgical intervention in a cardiac surgical hospital: a retrospective study. Pathology of blood circulation and cardiac surgery. 2023;27(1):30-37. doi: 10.21688/1681-3472-2023-1-30-37 EDN: KDYLVN
  9. Napoli F, Aleman R, Zadneulitca N, et al. Sepsis in cardiothoracic surgery. Surgery. 2024;175(2):556-558. doi: 10.1016/j.surg.2023.10.015 EDN: ARIRGP
  10. Abukhodair A, Alqarni MS, Alzahrani A, et al. Risk factors for postoperative infections in cardiac surgery patients: a retrospective study. Cureus. 2023;15(8):e43614. doi: 10.7759/cureus.43614 EDN: CECFMQ
  11. Cutrell JB, Barros N, McBroom M, et al. Risk factors for deep sternal wound infection after cardiac surgery: Influence of red blood cell transfusions and chronic infection. Am. J. Infect. Control. 2016;44(11):1302-1309. doi: 10.1016/j.ajic.2016.03.027
  12. Williamson KC, Fabbri D. Classifying infection risk following pediatric cardiac surgery. AMIA Annu. Symp. Proc. 2023;2022:1153-1162
  13. Chernyavsky AM, Turkova AR, Ruzmatov TM, et al. Infections in cardiac surgery. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2016;(5):64-68. doi: 10.17116/hirurgia2016564-68 EDN: WANFAT
  14. Phoon PHY, Hwang NC. Deep sternal wound infection: diagnosis, treatment and prevention. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 2020;34(6):1602-1613. doi: 10.1053/j.jvca.2019.09.019 EDN: KDZGOO
  15. Wang D, Huang X, Wang H, et al. Risk factors for postoperative pneumonia after cardiac surgery: a prediction model. J. Thorac. Dis. 2021;13(4):2351-2362. doi: 10.21037/jtd-20-3586 EDN: XUTFEM
  16. Song Y, Gu J, Yang J. Risk factors for ventilator-associated pneumonia after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Asian J. Surg. 2024;47(2):1279-1280. doi: 10.1016/j.asjsur.2023.11.064 EDN: OMUEKB
  17. Papazian L, Klompas M, Luyt CE. Ventilator-associated pneumonia in adults: a narrative review. Intensive Care Med. 2020;46(5):888-906. doi: 10.1007/s00134-020-05980-0 EDN: KVUBDY
  18. Lv X, Han Y, Liu D, et al. Risk factors for nosocomial infection in patients undergoing extracorporeal membrane oxygenation support treatment: A systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2024;19(11):e0308078. doi: 10.1371/journal.pone.0308078 EDN: FNVMXT
  19. Charlwood KV, Jackson J, Vaja R, et al. Identifying potential predictors of the risk of surgical site infection following cardiac surgery: a scoping review. J. Hosp. Infect. 2025;157:29-39. doi: 10.1016/j.jhin.2024.12.002 EDN: QGWNQG
  20. Gillen JR, Isbell JM, Michaels AD, et al. Risk factors for urinary tract infections in cardiac surgical patients. Surg. Infect. (New Rochelle, NY, U. S.). 2015;16(5):504-8. doi: 10.1089/sur.2013.115
  21. Sadovnikov EE, Gridina EE, Brusina EB.Risk factors for urinary tract infections in cardiac and neurosurgerypatients.In: Rubnikovich SP, GindyukAV, Borisova TS, editors. Modern Aspects of Health Preservation: Proceedings of the Anniversary Scientific and Practical Conference with International Participation Dedicated to the 60th Anniversary of the Faculty of Preventive Medicine of the Educational Establishment “Belarusian State Medical University”, 2024 Oct 24-25; Minsk, Belarus. Minsk; 2024. P.:413-418. EDN: UDUGYT
  22. Zardi EM, Chello M, Zardi DM, et al. Nosocomial extracardiac infections after cardiac surgery. Curr. Infect. Dis. Rep. 2022;24(11):159–171. doi: 10.1007/s11908-022-00787-0 EDN: BKLITV
  23. Seo SH, Jeong IS, Lee EJ. Impact of obesity on urinary tract infections in korean adults: secondary data analysis using community-based cohort study. J. Korean Acad. Nurs. 2021;51(2):150-161. doi: 10.4040/jkan.20228 EDN: AYZJJE
  24. Epidemiology and prevention of catheter-associated bloodstream infections and central venous catheter care: clinical guidelines [Internet]. 2023. (In Russ.) Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200133000
  25. Timsit JF, Ruppé E, Barbier F, et al. Bloodstream infections in critically ill patients: an expert statement. Intensive Care Med. 2020;46(2):266-284. doi: 10.1007/s00134-020-05950-6 EDN: MUNRKL
  26. DeMerle KM, Angus DC, Baillie JK, et al. Sepsis subclasses: a framework for development and interpretation. Crit. Care Med. 2021;49(5):748-759. doi: 10.1097/CCM.0000000000004842 EDN: AEVYRP
  27. Liu Z, Zhang X, Zhai Q. Clinical investigation of nosocomial infections in adult patients after cardiac surgery. Medicine (Baltimore). 2021;100(4): e24162. doi: 10.1097/MD.0000000000024162 EDN: UZTQWE
  28. de la Varga-Martínez O, Gómez-Sánchez E, Muñoz MF, et al. Impact of nosocomial infections on patient mortality following cardiac surgery. J. Clin. Anesth. 2021; 69:110104. doi: 10.1016/j.jclinane.2020.110104 EDN: WSGWLU
  29. Alsulami OA, Konkar AE, Alalyani AA, et al. Postoperative pneumonia following open heart surgery. Cureus. 2020;12(9):e10320. doi: 10.7759/cureus.10320 EDN: TLGSNZ
  30. Karruli A, de Cristofaro J, Andini R, et al. Risk factors and outcome of multidrug-resistant infections after heart transplant: a contemporary single center experience. Microorganisms. 2021;9(6):1210. doi: 10.3390/microorganisms9061210 EDN: EUHTDB
  31. Hamidi AA, Kescioglu S. Identification of factors affecting mortality in late-onset ventilator-associated pneumonia. Eurasian. J. Med. 2020;52(3):254–258. doi: 10.5152/eurasianjmed.2020.20005 EDN: YZATON
  32. Wang M, Xu X, Wu S, et al. Risk factors for ventilator-associated pneumonia due to multi- drug resistant organisms after cardiac surgery in adults. BMC Cardiovasc. Disord. 2022;22(1):465. doi: 10.1186/s12872-022-02890-5 EDN: PRUNFX
  33. Cappe M, Laterre PF, Dechamps M. Preoperative frailty screening, assessment and management. Curr. Opin. Anaesthesiol. 2023;36(1):83-88. doi: 10.1097/ACO.0000000000001221 EDN: KTKEHH
  34. Stepin AV. Local infectious complications in cardiac surgery: etiology and the role of antimicrobial prophylaxis. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2022;(6):40–47. doi: 10.17116/hirurgia202206140 EDN: JHRSZT
  35. Rzucidło-Hymczak A, Hymczak H, Olechowska-Jarząb A, et al. Clostridioides difficile infection after cardiac surgery: assessment of prevalence, risk factors and clinical outcomes-retrospective study. Peer J. 2020;8:e9972. doi: 10.7717/peerj.9972 EDN: CRWKCL
  36. Madrasova AT, Lukashkin MA, Golukhova EZ, et al. Postoperative pulmonary complications in cardiac surgery patients. Creative cardiology. 2010;1:5–16. EDN: FNTZBT
  37. Shevchenko YuL, Suslov RP. Postoperative infectious and inflammatory complications in cardiothoracic surgery. Bulletin of the National Medical and Surgical Center named after N.I. Pirogov. 2022;17(1):84-89. doi: 10.25881/20728255_2022_17_1_84 EDN: OPSPHH
  38. O’Boyle CJ, MacFie CJ, Mitchell CJ, et al. Microbiology of bacterial translocation in humans. Gut. 1998;42(1):29-35. doi: 10.1136/gut.42.1.29
  39. Menekşe Ş, Altınay E, Oğuş H, et al. Risk factors for mortality in patients with Stenotrophomonas maltophilia bloodstream infections in immunocompetent patients. Infect. Dis. Clin. Microbiol. 2022;4(3):178-184. doi: 10.36519/idcm.2022.173 EDN: KCNHRN
  40. Eckmann C, Aghdassi SJS, Brinkmann A, et al. Perioperative antibiotic prophylaxis—indications and modalities for the prevention of postoperative wound infection. Dtsch. Arztebl. Int. 2024;121(7):233-242. doi: 10.3238/arztebl.m2024.0037 EDN: UYBWAD
  41. Giacobbe DR, Salsano A, Del Puente F, et al. Risk factors for candidemia after open heart surgery: results from a multicenter case-control study. Open Forum Infect. Dis. 2020;7(8): ofaa233. doi: 10.1093/ofid/ofaa233 EDN: UYGKOY
  42. Branch-Elliman W, O’Brien W, Strymish J, et al. Association of duration and type of surgical prophylaxis with antimicrobial-associated adverse events. JAMA Surg. 2019;154(7):590-598. doi: 10.1001/jamasurg.2019.0569
  43. Cho BH, Aziz KT, Giladi AM. The impact of smoking on early postoperative complications in hand surgery. J. Hand. Surg. Am. 2021;46(4):336.e1-336.e11. doi: 10.1016/j.jhsa.2020.07.014 EDN: TKRWYD
  44. Palermo J, Tingey S, Khanna AK, Segal S. Evaluation and prevention of perioperative respiratory failure. J. Clin. Med. 2024;13(17):5083. doi: 10.3390/jcm13175083
  45. Zhang N, Fan K, Ji H, et al. Identification of risk factors for infection after mitral valve surgery through machine learning approaches. Front. Cardiovasc. Med. 2023;10:1050698. doi: 10.3389/fcvm.2023.1050698 EDN: TFFAFW
  46. Wang Y, Aivalioti E, Stamatelopoulos K, et al. Machine learning in cardiovascular risk assessment: Towards a precision medicine approach. Eur. J. Clin. Invest. 2025;55(S1):e70017. doi: 10.1111/eci.70017
  47. Kasartzian DI, Tsiampalis T. Transforming cardiovascular risk prediction: a review of machine learning and artificial intelligence innovations. Life (Basel). 2025;15(1):94. doi: 10.3390/life15010094 EDN: UGKTWT

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Literature search algorithm for the analytical review. HAI — hospital-acquired infections.

Download (803KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».